論文の概要: Quantum-Enhanced Sensing Enabled by Scrambling-Induced Genuine Multipartite Entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.22503v1
- Date: Fri, 30 Jan 2026 03:28:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-02 18:28:15.191614
- Title: Quantum-Enhanced Sensing Enabled by Scrambling-Induced Genuine Multipartite Entanglement
- Title（参考訳）: スクランブル誘起ジーン多部絡みによる量子高感度センシング
- Authors: Guantian Hu, Wenxuan Zhang, Zhihua Chen, Liuzhu Zhong, Jingchao Zhao, Chilong Liu, Zixing Liu, Yue Xu, Yongchang Lin, Yougui Ri, Guixu Xie, Mingze Liu, Haolan Yuan, Yuxuan Zhou, Yu Zhang, Chang-Kang Hu, Song Liu, Dian Tan, Dapeng Yu,
- Abstract要約: 超伝導量子プロセッサ上での量子強調センシングのためのスクランブルベースアプローチを実証する。
多数体情報のスクランブルを利用して、標準的な量子限界を超えるエンコードされた位相に対する量子強調感度を観測する。
本研究は、多体量子システムにおける量子強調センシングのためのスケーラブルで実用的なアプローチを実証するものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.969785212834793
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Quantum sensing leverages quantum resources to surpass the standard quantum limit, yet many existing protocols rely on the preparation of complex entangled states and Hamiltonian engineering, posing challenges for universality and scalability. Here, we report an experimental realization of a universal protocol, known as Butterfly Metrology, proposed in [arXiv:2411.12794], demonstrating a scrambling-based approach for quantum-enhanced sensing on a superconducting quantum processor. By exploiting many-body information scrambling, we observe quantum-enhanced sensitivity to an encoded phase beyond the standard quantum limit, with a scaling consistent with a factor-of-two of the Heisenberg limit for system sizes of up to 10 qubits. Importantly, we experimentally establish a connection between the enhanced sensitivity and the dynamics of the out-of-time-order correlator (OTOC), and show that the buildup of scrambling-induced genuine multipartite entanglement underlies the observed sensitivity enhancement. Our results demonstrate a scalable and practical approach for quantum-enhanced sensing in interacting many-body quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 量子センシングは量子資源を標準の量子限界を超えるために活用するが、多くの既存のプロトコルは複雑な絡み合った状態とハミルトン工学の準備に依存しており、普遍性とスケーラビリティの課題を提起している。
本稿では、[arXiv:2411.12794] で提案されたバタフライ・メトロロジー(Butterfly Metrology)と呼ばれる普遍的プロトコルの実験的実現について述べる。
多体情報スクランブルを利用して、標準的な量子限界を超えるエンコードされた位相に対する量子強調感度を観測し、最大10キュービットのシステムサイズに対するハイゼンベルク限界の2倍のスケールと整合する。
重要なことに,我々は,高感度と時間外相関器(OTOC)のダイナミックスとの接続を実験的に確立し,スクランブルにより引き起こされる真のマルチパートエンタングルメントが観察された感度エンタングルメントの基盤となることを示す。
本研究は、多体量子システムにおける量子強調センシングのためのスケーラブルで実用的なアプローチを実証するものである。
関連論文リスト
- VQC-MLPNet: An Unconventional Hybrid Quantum-Classical Architecture for Scalable and Robust Quantum Machine Learning [50.95799256262098]
変分量子回路(VQC)は量子機械学習を約束するが、表現性、訓練性、耐雑音性の課題に直面している。
本稿では,VQCが学習中に古典多層パーセプトロンの第一層重みを生成するハイブリッドアーキテクチャであるVQC-MLPNetを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-06-12T01:38:15Z) - Entanglement-enhanced quantum metrology: from standard quantum limit to Heisenberg limit [0.0]
エンタングルメント強化量子メートル法は、測定精度を高めるために量子エンタングルメントの利用を探求する。
量子操作と検出のための技術の急速な進歩により、多粒子の絡み合った状態の生成、操作、検出が可能になった。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-05T22:46:38Z) - Approaching optimal entangling collective measurements on quantum
computing platforms [0.3665899982351484]
理論的に最適である2つの非可換量子ビット回転を同時に推定するための1つのコピーと2つのコピーの集合的測定結果を示す。
これにより、量子強調センシングを実装することができ、そこでは、メトロジカルゲインが高レベルのデコヒーレンスに持続する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-30T18:07:27Z) - Quantum Neuronal Sensing of Quantum Many-Body States on a 61-Qubit
Programmable Superconducting Processor [17.470012490921192]
物質の性質と相の異なる多体量子状態の分類は、量子多体物理学における最も基本的な課題の1つである。
本稿では,量子ニューロンセンシングという新しいアプローチを提案する。
本手法は,2種類の多体現象を効率的に分類できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-16T03:20:04Z) - Preparing random states and benchmarking with many-body quantum chaos [48.044162981804526]
時間に依存しないハミルトン力学の下で自然にランダム状態アンサンブルの出現を予測し、実験的に観察する方法を示す。
観測されたランダムアンサンブルは射影測定から現れ、より大きな量子系のサブシステムの間に構築された普遍的相関に密接に関連している。
我々の研究は、量子力学におけるランダム性を理解するための意味を持ち、より広い文脈でのこの概念の適用を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-05T08:32:43Z) - Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。
演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z) - Quantum Phases of Matter on a 256-Atom Programmable Quantum Simulator [41.74498230885008]
決定論的に作成された中性原子の2次元配列に基づくプログラマブル量子シミュレータを実証する。
我々は高忠実度反強磁性状態の生成と特徴付けによりシステムをベンチマークする。
次に、相互作用とコヒーレントレーザー励起の間の相互作用から生じるいくつかの新しい量子相を作成し、研究する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-22T19:00:04Z) - Entanglement transfer, accumulation and retrieval via quantum-walk-based
qubit-qudit dynamics [50.591267188664666]
高次元システムにおける量子相関の生成と制御は、現在の量子技術の展望において大きな課題である。
本稿では,量子ウォークに基づく移動・蓄積機構により,$d$次元システムの絡み合った状態が得られるプロトコルを提案する。
特に、情報を軌道角運動量と単一光子の偏光度にエンコードするフォトニック実装について述べる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-14T14:33:34Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。